Пневмопривода
Пневматический привод после своего изобретения применялся и продолжает применяться для приведения в действие различных механизмов: транспортных средств (автомобилей, железнодорожных локомотивов, трамваев), технологических установок и инструмента. Важная область его использования ─ управление трубопроводной арматурой.
Классификация. Типы пневмоприводов.
Так же готовы поставить привод GEMU; BURKERT. NBSANMINSE. Revaho. Norgren IVAC. Flowtec. VALMA. ROTEX (до 600.000 Нм и до – 60°C).
Конструкция пневмопривода постоянно совершенствовалась, и со временем от основного «ствола» успели отойти несколько ветвей-направлений. А в таких случаях, чтобы систематизировать разнообразие конструктивных решений, прибегают к помощи классификации.
В зависимости от конструктивного исполнения пневмоприводы бывают: поршневые; мембранные; сильфонные; струйные; лопастные.
В зависимости от принципа действия они разделяются на: односторонние; двухсторонние; а в зависимости от движения выходного звена ─ на приводы: поступательного движения; поворотного движения.
По типу конструкции делит пневмоприводы на три большие группы: поршневого типа; мембранного типа; вращательного типа.
Рабочая среда объектов газовых промыслов (ДКС, ПХГ и др.) может дополнительно содержать диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, сероводород – более 1 мг/м3, кислород – до 1%.
Температура потока рабочей среды в трубопроводе:
– для арматуры подземной установки от – 10 °С до + 50 °С;
– для арматуры надземной установки от -10 °С до + 80 °С, кратковременно до 100°С;
Температура окружающей среды в соответствии с ГОСТ 15150-69:
– для районов с теплым климатом от – 29 °С до + 55 °С;
– для районов с умеренным климатом от – 40 °С до + 50 °С;
– для районов с холодным климатом от – 60 °С до + 45 °С.
Пневмоприводы поршневого типа
Пневмоприводы поршневого типа на две группы:
1. двустороннего (возвратно-поступательного) действия ─ когда рабочий ход осуществляется под воздействием сжатого воздуха;
2. одностороннего действия ─ когда рабочий ход осуществляется под воздействием сжатого воздуха, а холостой ─ с помощью пружин.
Пневмоприводы поршневого типа одностороннего действия распадаются на пружинные прямого и обратного действия. У первых при повышении давления рабочей среды над поршнем он удаляется от верхней крышки, у вторых ─ напротив, приближается к ней.
Пневмоприводы поршневого типа, состоящие из цилиндра и поршня, уплотненного эластомерными кольцами, обеспечивают линейное перемещение штока исполнительного механизма на большое расстояние. Привод поршневой пневматический имеет немало достоинств: небольшое количество деталей, а, значит, простота конструкции, возможность получения больших усилий при прямолинейном ходе штока, быстродействие. Повышение точности и улучшение динамических параметров обеспечивается использованием позиционеров.
Пневмоприводы мембранного типа
Пневмоприводы мембранного типа распадаются на три категории: беспружинные; пружинные прямого действия; пружинные обратного действия.
У пружинных пневмоприводов прямого действия при увеличении давления управляющей среды в рабочей полости механизма присоединительный элемент выходного звена отдаляется от плоскости заделки мембраны; у пружинных обратного действия, напротив, приближается к ней.
Мембранный пневмопривод представляет собой герметичную камеру, разделенную мембраной на две полости. Ведомое звено получает импульс движения от жидкости или газа посредством эластичной (упругой) мембраны, изготовленной из металла и неметаллических материалов: резины или полимеров (полиэтилен, фторопласт и проч.).
Пневмоприводы вращательного типа
Среди пневмоприводов вращательного типа выделяют три вида вращательных приводов неполноповоротного действия:
с реечно-зубчатым зацеплением; лопастные; со струйным двигателем.
Отдельный вид составляют вращательные пневмоприводы многооборотного действия.
Для увеличения срока службы реечное зацепление по всей длине покрывают никелевым покрытием.
В приводах лопастного типа подаваемый на привод воздух действует на лопасть, соединенную со штоком арматуры, создавая необходимый для поворота крутящий момент.
Достоинства струйных двигателей: простота конструкции и технологии изготовления, небольшие габариты, широкий диапазон применения по температуре и давлению газа, высокий КПД, малая подверженность загрязнению.
Сильфонные пневматические приводы
Работа пневматического привода сильфонного типа основана на способности сильфонов изменять свою длину под воздействием давления среды. Сильфонные приводы ─ приводы одностороннего действия. Возможна установка дополнительной пружины возврата. Область их применения ─ трубопроводная арматура небольшого размера. Для управления большой арматурой сил сильфонного пневматического привода будет недостаточно. Наряду с небольшим усилием свойствами сильфонных приводов являются ограниченный ресурс и невысокая ремонтопригодность.
Преимущества пневматического привода
Одно из главных преимуществ пневмопривода ─ сжатый воздух, экономичная и удобная форма хранения энергии. При необходимости его можно сбрасывать в атмосферу без опаски нанести ущерб окружающей среде.
Прямое следствие физических свойств сжатого воздуха ─ быстродействие пневматического привода, особенно актуальное, когда фактор скорости закрытия запорного рабочего органа критически важен в силу условий безопасности (отсечной клапан с пневмоприводом). Пневмоприводы в целом отличаются бо́льшим быстродействием, чем электроприводы.
Еще одно достоинство пневмопривода ─ хорошая управляемость. Скорость вращения легко регулировать изменением расхода воздуха. Простота монтажа и настройки позволяют широко применять пневмоприводы для управления регулирующей трубопроводной арматурой (например, регулирующий клапан с пневмоприводом). Особенно хорошо для этого подходят мембранные приводы с пружинами.
Важное качество пневматического привода ─ надежность. Если электропривод при перегрузке может выйти из строя, то пневмопривод просто остановится или будет работать вхолостую. Пневмопривод в течение продолжительного срока эксплуатации может обходиться минимальным техническим обслуживанием.
Простая, в т. ч. благодаря отсутствию вращающихся деталей конструкция имеет сравнительно низкую стоимость.
Следствием простоты (конечно же сравнительной и относительной) технического устройства пневмопривода является целый комплекс его качеств: простота монтажа, настройки и эксплуатации, надежность, взаимозаменяемость элементов конструкции, несложный ремонт пневматического привода, удобное управление пневмоприводами.
Еще одно следствие этого качества пневмопривода ─ продолжительный, измеряемый миллионами циклов, срок эксплуатации.
Пневмопривод ─ оборудование, легко взаимодействующее с почти любой арматурой, кроме самой большой, где на помощь ему приходит в чем-то родственный гидропривод (гидравлические и пневматические приводы имеют значительное, хотя и не абсолютное конструктивное сходство).
Использование пневмопривода позволяет обеспечить высокий уровень автоматизации производства, а, значит, решение широкого круга технологических задач.
Нужно только учитывать, что если управление пневматическим приводом установлено на арматуре, находящейся на достаточно большом расстоянии от компрессора, давление в воздушной сети может снижаться, поэтому, выполняя расчет пневмопривода, к крутящему моменту добавляют запас в несколько десятков процентов от номинального значения.
Следующее достоинство пневмопривода ─ его безопасность, в т. ч. в условиях пожароопасных и взрывоопасных рабочих сред. Перегрузка пневмопривода не приводит к его перегреву. Пневматическое оборудование не способно послужить источником пожара или возгорания даже в условиях повышенной взрыво- и пожароопасности, например, при эксплуатации на трубопроводах, транспортирующих легковоспламеняющиеся рабочие среды. Пневмопривод работает при высоких температурах, в сильно запыленной и агрессивной среде.
Изобретенный более века тому назад пневмопривод далеко еще не исчерпал всех своих возможностей, а внедрение в него современной электроники и средств программного обеспечения только способствует укреплению его потенциала.
